【摘要】：四旋翼無(wú)人機(jī)一般有俯仰、翻滾和偏航三種運(yùn)動(dòng)方式,能夠?qū)崿F(xiàn)垂直起飛和降落、定點(diǎn)懸停等基本功能,并且可以根據(jù)其基本運(yùn)動(dòng)方式適應(yīng)前飛、側(cè)飛和倒飛等多種飛行姿勢(shì);此外,具備飛控的無(wú)人機(jī)還有自主起飛能力,并能夠根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能,從而適應(yīng)多種不同的環(huán)境。通過(guò)在旋翼類無(wú)人機(jī)上搭載視覺(jué)平臺(tái),將這種無(wú)人機(jī)應(yīng)用于多種領(lǐng)域,目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于農(nóng)田探測(cè)、道路監(jiān)控、軍事偵察等方面。本文以四旋翼無(wú)人機(jī)為研究對(duì)象,對(duì)這種無(wú)人機(jī)的視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究設(shè)計(jì),在研究過(guò)程中,視覺(jué)跟蹤算法采用了兩種,設(shè)計(jì)了無(wú)人機(jī)端和地面站端,并在實(shí)物平臺(tái)上對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。首先,本文以四旋翼無(wú)人機(jī)為研究對(duì)象,采用KCF目標(biāo)跟蹤算法,對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由以下部分組成:開(kāi)源小四軸、無(wú)人機(jī)云臺(tái)、WIFI透?jìng)髂K、5.8G模擬圖傳、Win10+QT5+Opencv3.4.0,系統(tǒng)目標(biāo)跟蹤算法在地面站實(shí)現(xiàn),采用QT+Opencv3.4.0進(jìn)行地面站開(kāi)發(fā)。其次,針對(duì)無(wú)人機(jī)采集到的圖像序列,將KCF目標(biāo)跟蹤算法引入進(jìn)來(lái),這種算法是以卡爾曼濾波器為基礎(chǔ),通過(guò)在測(cè)試集上對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析,對(duì)于一些遮擋以及光線變化等產(chǎn)生的干擾,這種算法可以有效的避免這些情況的發(fā)生。但是通過(guò)測(cè)試也對(duì)KCF存在的缺點(diǎn)和不足進(jìn)行了總結(jié),主要是在航拍過(guò)程中如果物體快速移動(dòng)或相機(jī)過(guò)于抖動(dòng),導(dǎo)致拍攝效果較差,為了改善這種情況,將預(yù)測(cè)和修正功能應(yīng)用于KCF算法中。最后,基于OpenCV庫(kù)對(duì)地面站控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入的設(shè)計(jì),為了獲得像素坐標(biāo),通過(guò)對(duì)相機(jī)坐標(biāo)系、像素坐標(biāo)系、圖像坐標(biāo)系的分析,對(duì)真實(shí)坐標(biāo)進(jìn)行了有效的轉(zhuǎn)換。通過(guò)搭載于正點(diǎn)原子開(kāi)發(fā)的微型無(wú)人機(jī)的視覺(jué)平臺(tái),系統(tǒng)完成了對(duì)目標(biāo)的主動(dòng)跟蹤。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V279;TP391.41

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本文編號(hào)：2700627